현재까지 기존 방법의 다양성과 관련된 통일 \u200b\u200b분류가 개발되지 않았습니다. 물질의 열전도율 계수를 측정하기위한 모든 알려진 실험 방법은 고정식 및 비 고정식의 두 개의 큰 그룹으로 나뉩니다. 첫 번째 경우에는 계산 된 공식의 품질이 사용되는 열전도 방정식의 개인 용액을 사용합니다.

두 번째 조건에서 t가 온도가있는 상태에서; f - 시간; - 온도 계수; L - 열전도 계수; C - 특정 열; G - 재료 밀도; - 해당 좌표계에 기록 된 라 플레이스 운영자; - 체적 열원의 특정 용량.

첫 번째 방법 그룹은 정지 된 열 정권의 사용에 근거합니다. 두 번째는 비 스테 큐 처 열처리입니다. 측정의 본질에 의한 열전도율 계수를 결정하기위한 고정 된 방법은 직접적으로 (즉, 열전도율 계수가 직접 결정됨) 절대 및 상대적으로 분할됩니다. 절대 방법에서, 실험에서 측정 된 파라미터는 계산 된 식을 사용하여 원하는 열전도율 계수를 얻을 수있게한다. 상대 방법에서, 매개 변수는 실험에서 측정되면 계산 된 식을 사용하여 원하는 열전도 계수 값을 얻을 수 있습니다. 측정 된 매개 변수의 상대적인 방법에서는 절대 값을 계산할만큼 충분하지 않습니다. 두 가지 경우가 가능합니다. 첫 번째는 단위당 채택 된 소스에 대한 열전도 계수의 변화를 관찰하는 것입니다. 두 번째 경우는 알려진 열 특성을 가진 기준 재료의 사용입니다. 이 경우 계산식은 표준의 열 전도성 계수를 사용합니다. 상대적인 방법은 더 간단하기 때문에 절대적인 방법에 대한 몇 가지 이점이 있습니다. 고정 된 방법의 추가 분할은 가열 (외부, 체적 및 결합)의 특성 및 샘플 (평평한 원통형, 구형)의 온도계의 온도 필드의 유형에 따라 수행 될 수있다. 외부 가열 방법의 서브 그룹은 외부 (전기적, 체적 등)이 사용되고 샘플의 표면을 열 방사선 또는 전자 폭격으로 가열하는 모든 방법을 포함한다. 체적 가열을 갖는 방법의 하위 그룹은 샘플을 통해 전송 된 전류에 의해 가열이 사용되는 모든 방법을 결합하여 연구 된 샘플을 중성자 또는 G 방사선 또는 초 고주파 전류로부터 가열합니다. 샘플의 외부 및 부피 가열이 동시에 동시에 사용되는 방법 또는 중간 가열 (예 : 고주파 전류)은 결합 된 가열 방법의 서브 그룹에 기인 할 수 있습니다.

고정 된 방법의 세 개의 하위 그룹 모두에서. 온도계

다를 수 있습니다.

열 흐름이 샘플 대칭의 축을 따라 지향되는 경우 평평한 등온선이 형성됩니다. 문헌의 평평한 등온선을 사용하는 방법은 축 방향 또는 종 방향 열 흐름이있는 방법이라고 불리며 실험적 설치 자체 - 평면 장치.

원통형 등온선은 원통형 샘플의 반경 방향으로 열 플럭스의 전파에 해당합니다. 가열 플럭스가 구형 샘플 반경을 따라 지향되는 경우 구형 등온선이 발생합니다. 이러한 등온선을 사용하는 방법을 구형 및 가전 제품 - 볼이라고합니다.

UDC 536.2.083; 536.2.081.7; 536.212.2; 536.24.021 A. V. Luzina, A. V. Rudin.

고정 열유속에 의한 금속 샘플의 열전도율 측정

주석. 고정 열 흐름 방법에 의한 균일 한 원통형로드 또는 얇은 직사각형 판의 형태로 제조 된 금속 샘플의 열전도율 계수를 측정하기위한 설치의 기술 및 설계 특징이 설명된다. 연구 된 시료의 가열은 방열판 기능을 동시에 동시에 수행하는 거대한 구리 전류 클램프에서 고정 된 교류의 짧은 펄스에 의해 직접 전기 가열에 의해 수행됩니다.

키워드 : 열 전도성 계수, 샘플, 푸리에 법, 고정식 열교환, 측정, 변압기, 멀티 머, 열전대.

소개

혼돈의 이동 입자 (전자, 분자, 원자 등)에 의해 고체의 가열 된 고체의 가열 된 부분으로부터의 열 에너지의 전달은 열전도율 가열을 가열한다. 열전도 현상에 대한 연구는 오일, 우주 항공, 자동차, 야금, 광업 등 다양한 산업에서 널리 사용됩니다.

열 교환의 세 가지 주요 유형이 있습니다 : 대류, 열 방사선 및 열전도율. 열전도율은 물질의 성질 및 그 물리적 상태에 달려 있습니다. 동시에, 액체 및 고체 (유전체)에서는, 에너지 전달은 탄성 물결, 원자 (분자)의 상상력 및 확산 및 금속에서의 가스, 자유 전자의 확산 및 열 진동을 사용하여 수행됩니다. 격자. 신체의 열 전달은 가스, 액체 또는 고체의 상태에 달려 있습니다.

액체의 열전도율의 기전은 가스의 열전도율 메커니즘과 다르며 고형물의 열전도도와 함께 많은 공통점이 있습니다. 온도가 높은 지역에서는 큰 진폭이있는 분자의 진동이 있습니다. 이러한 진동은 인접한 분자에 의해 전달되므로, 열 움직임의 에너지는 층으로부터 층으로 서서히 송신된다. 이 메커니즘은 상대적으로 낮은 열 전도성 계수를 제공합니다. 대부분의 액체의 온도가 증가함에 따라 열전도율 계수가 감소합니다 (예외는 물과 글리세린이며, 열전도율 계수가 온도가 증가함에 따라 증가합니다).

이상적인 가스에서 분자 운동의 도움으로 운동 에너지를 옮기는 현상은 열전도율을 통해 열 전달로 인한 것입니다. 분자의 분자 운동의 혼란 스러움 때문에 모든 방향으로 이동합니다. 온도가 낮은 곳으로 더 높은 온도로 탐색, 쌍 충돌로 인한 분자는 운동 운동 에너지를 전달합니다. 분자 이동의 결과로서, 점진적 온도의 점진적 수평이 발생한다; 불균일 한 가열 된 가스에서 열전달은 일정량의 운동 에너지를 분자의 무작위로 전달합니다. 온도가 감소하면 가스의 열전도율 계수가 감소됩니다.

금속에서, 주 열 송신기는 이상적인 1 소 가스에 비유 될 수있는 자유 전자입니다. 그러므로 약간의 접근법으로

체중이 증가하면서 온도가 증가함에 따라 건설 및 단열재의 열전도율이 증가함에 따라 건설 및 열 절연 재료의 열전도율 계수가 증가함에 따라 증가합니다. 열전도율 계수는 재료의 다공성과 습도에 강하게 의존합니다. 다양한 재료의 열전도율은 2-450 w / (mk) 범위에 따라 다릅니다.

1. 열전도율의 방정식

열전도율 법은 단위당 열 전달 경로의 길이 단위당 단위당 온도 차량의 열 흐름의 비례 적으로 푸리에 가설을 기반으로합니다. 수치 적으로, 열전도율 계수는 표면 유닛을 통한 단위의 열 흐름의 양과 동일하며, 정상 길이의 단위가 1 도의 단위로 온도가 떨어지는 것과 동일합니다.

푸리에 법에 따르면 비율의 열적 플럭스의 표면 밀도

nalna 온도 그라디언트 - :

여기서 곱셈기 X를 열 전도성 계수라고합니다. 마이너스 기호는 열이 온도 감소 방향으로 전달되는 것을 나타냅니다. 등온 표면 유닛을 통해 시간 단위로 통과하는 열의 양을 열유속 밀도라고합니다.

등온 표면 B를 통과하는 단위 시간당 열 패스의 양을 열 플럭스라고합니다.

o \u003d | chib \u003d -1 -kdp ^ b. (1.3)

T 동안이 표면 B를 통과 한 총 열량은 방정식으로부터 결정됩니다.

\u003d -dl- ^ t에서. (1.4)

2. 경계 열전도도 조건

탐구의 다양한 조건이 있습니다 : 기하학적 - 열전도 공정이 진행되는 신체의 모양과 크기를 특성화하는 단계; 신체의 물리적 특성을 특징 짓는 물리적 - 임시 - 초기 시간에 체온의 분포를 특징 짓는다. 경계 - 환경과의 신체 상호 작용을 특성화합니다.

경계 조건 I 종류. 이 경우 신체 표면의 온도 분포가 매 순간마다 설정됩니다.

II 종류의 경계 조건. 이 경우, 열유속 밀도의 값은 언제든지 각 신체 표면 지점에 대해 주어집니다.

yar \u003d me (x, y, 2,1).

경계 조건 III 씨족. 이 경우,이 배지의 매체 (T0) 및 열교환 조건의 온도는 본체 표면으로 설정된다.

속의 IV의 경계 조건은 접촉 본체의 표면을 통과하는 열 흐름의 평등에 기초하여 형성된다.

3. 열전도율 계수 측정을위한 실험적 설치

열전도율 계수를 결정하기위한 현대적인 방법은 2 개의 그룹으로 나눌 수 있습니다 : 정지 열 흐름의 방법 및 비 정지 열 플럭스의 방법.

첫 번째 그룹의 방법에서는 몸체 또는 몸체 시스템을 통과하는 열 흐름이 크기와 방향으로 영구적으로 유지됩니다. 온도 필드는 고정되어 있습니다.

비 정지 모드 방법에서는 온도 필드가 시간에 사용됩니다.

이 논문에서는 칼라의 고정 된 열유속 방법 중 하나가 사용됩니다.

금속 샘플의 열전도율을 측정하기위한 설치의 블록도가도 2에 도시되어있다. 하나.

무화과. 1. 순서도 흐름도

설치의 주요 요소는 전력 감소 트랜스포머 7이며, 1 차 권선은 나중에 유형 유형 (10)의 자동 모델에 연결되어 있고, 6 개의 회전을 갖는 직사각형 단면의 구리 버스로 만든 2 차 권선이다. 방열판 기능을 동시에 수행하는 거대한 구리 전류 클램프 2에 직접 연결됩니다. 연구 된 샘플 1은 방열판 기능을 동시에 수행하는 거대한 구리 볼트 (도시되지 않음)를 사용하여 거대한 구리 전류 클램프 (2)에 고정된다. 테스트 샘플의 다양한 포인트에서의 온도 조절은 chromel-copel 열전쌍 3 및 5의 도움으로 수행되며 샘플의 중앙 부분에서 샘플 1의 원통형 표면에 직접 고정 된 작업 단부가 수행됩니다. 및 샘플의 끝에 다른 하나. 열전쌍 3 및 5의 자유 끝은 DT-838 및 6 다중 량체에 연결되어있어 0.5 ° C의 정확도가있는 온도 측정을 허용합니다. 샘플 가열은 전력 변압기의 2 차 권선으로부터 AC의 짧은 펄스로 직접 전기 가열하여 수행됩니다. 7. 연구중인 샘플에서의 전류 강도 측정은 간접적 인 방법으로 수행됩니다 - 간접적 인 방법으로 실시됩니다 - 2 차에서의 전압을 측정하여 간접적 인 방법으로 수행됩니다. 회로 변압기 (8)의 권선은 링 변압기 (7)의 2 차 권선의 강도 인 일차 권선은 링 자성 코어의 자유 클리어런스를 통해 부재가되지 않았다. 전류 트랜스포머의 2 차 전압의 측정은 다차원 9에 의해 수행된다.

연구에서 샘플에서의 펄스 전류의 변화는 선형 Autotransformer (10) (이후)를 사용하여 수행되며, 연결된 네트워크 퓨즈 (13) 및 버튼 (12)을 통해 버튼 (12)이 전압 전압 (220V)에 연결된 1 차 권선이 수행된다. 전압 강하 직류 전기 가열 모드에서 연구중인 샘플에서 현재 클램프에 현재 연결된 멀티 맵 14에서 수행됩니다. 2. 전류 펄스 펄스의 측정은 선형 Autotransformer 10의 1 차 권선에 연결된 전기 스톱워치 (11)를 사용하여 수행된다. . 연구중인 샘플의 가열 모드를 켜고 끄면 버튼 (12)에 의해 제공된다.

위에서 설명한 설치에서 열 전도성 계수를 측정 할 때 다음 조건을 수행해야합니다.

전체 길이를 따라 연구중인 샘플의 단면의 균질성;

연구중인 시료의 직경은 0.5mm에서 3mm까지 (다른 주 열전력이 전력 변압기에 할당되지만, 연구중인 샘플이 아닌 주 열전이 할당되지 않습니다).

샘플 길이로부터의 온도 의존도는도 4에 도시된다. 2.

무화과. 2. 샘플 길이에 대한 온도 의존성

다이어그램에서 볼 수있는 바와 같이, 연구중인 샘플의 길이의 온도의 의존성은 샘플의 중앙 부분에서 발음 된 최대 값으로 자연의 선형이며, 끝에는 최소한 (일정한)과 같습니다. 이 실험적 설치가 3 분을 초과하지 않는 평형 열 전달 모드의 설립의 시간 간격 동안 주변 온도, I.E. 180 초.

4. 열전도율 계수의 작동 공식의 출력

전류의 통과 중 도체 내에 방출되는 열의 양은 주울 법칙에 의해 결정될 수 있습니다 - Lenza :

QAL \u003d 12th ^ \u003d and i, (4.1)

여기서, i는 연구 샘플에서의 전류의 전압 및 강도이다. 나는 샘플 저항이다.

균일 한 원통형로드 - 길이 £ 및 5 항에서 제작 된 시간 간격 T를 통해 연구중인 시료의 단면을 통해 전이 된 열량은 푸리에 법칙 (1.4)에 의해 계산 될 수 있습니다.

QS \u003d I-YT-5-T, (4.2)

여기서 5 \u003d 2-5osn, 5osn \u003d ^ 4, at \u003d 2-dt \u003d 2- (gta-gtk1); y £ \u003d d £ \u003d 1- £ \u003d

여기서, 계수 2와 1/2는 열 흐름이 지시되었음을 나타냅니다.

샘플 센터가 끝까지, 즉. 두 개의 스트림으로 나눕니다. 그때

^^ b \u003d 8-y- (gtu -tt | p) -B ^. (4.3)

5. 측면 표면의 열 손실을 차지합니다

§OZHR \u003d 2- BBC -DTHA, (5.1)

여기서 bbok \u003d p-y-1; a - 연구 된 샘플의 표면의 열 전달 계수가 차원을 갖는 환경을 갖는 환경과 함께

온도 차이

DGH \u003d TX - T0KR, (5.2)

여기서, Tx는 샘플 표면 의이 시점에서의 온도이다. Gocr-주변 온도는 그 길이에서 샘플 온도 의존의 선형 방정식에서 계산할 수 있습니다.

TX \u003d T0 + KKH, (5.3)

각도 계수 K가 그 길이에서 샘플 온도의 선형 의존성의 선형 의존성의 성향의 접선 각을 통해 결정될 수있는 경우,

DT T - T T - T.

k \u003d f \u003d mt * \u003d tttt ttt \u003d 2 "세금 vr. (5.4)

식 (5.2), (5.3) 및 (5.4)에 방정식 (5.1)을 대체, 우리는 다음을 얻습니다.

SQAUP \u003d 2A-ND ■ DX ■ (+ KX-T0KR) DT,

여기서 t0 tszhr.

8Q0KP \u003d 2A.ND ■ KX ■ DX ■ DT. (5.5)

표현식 (5.5)을 통합 한 후 우리는 다음을 얻습니다.

Q0KP \u003d 2nd ■ DK J JDT ■ X ■ DX \u003d 2nd-A-Ki - | ■ T \u003d -4A ^ ND ■ K ■ I2 ■ T. (5.6)

수득 된 식 (4.1), (4.3) 및 (5.6)을 애니메이션의 열 균형의 방정식으로 대체 \u003d Quill \u003d QAL의 + Qs의 포효로 대체합니다.

■ 8 ■ x ■ ^ ^^ - o ■ T + -a ^ n ■ D ■ - (Tmax - to) ■ T.

열전도율 계수와 관련하여 생성 된 방정식을 해결하려면 다음을 수행합니다.

£ 2, L.

생성 된 발현은 상대 오차를 통해 공부하에있는 전형적인 샘플의 계산에 따라 얇은 금속로드의 열전도율 계수를 결정할 수 있습니다.

au f (ai f (l (l (lh) ^ (at2)

1.5 %를 초과하지 않습니다.

서지

1. Sivukhin, D. V. 물리학의 일반적인 과정 / D. V. Sivukhin. - m. : 과학, 1974. - T. 2. - 551 p.

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3. Pavlov, P. V. 고체의 물리학 : 연구. "물리학"/ P. V. Pavlov, A. F. Khokhlov. - m. : 더 높습니다. Shk., 1985. - 384 p.

4. Berman, R. 솔리드 Tel / R. Berman의 열전도도. - M., 1979. - 287 p.

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Luzina Anna Vyacheslavovna Luzina Anna Vyacheslavovna.

마스터, 석사 학위 학생,

Penza State University of Penza State University 전자 메일 : [이메일 보호]

Rudin Alexander Vasilyevich.

물리학 교수, Penza State University 전자 메일의 물리학과 부국장 인 육체 및 수학 과학 후보자 : [이메일 보호]

Rudin Aleksandr Vasil "Evich.

신체적 및 수학 과학의 후보자, 준회원 교수,

penza 주립 대학교 물리학 서브 - 부국장

UDC 536.2.083; 536.2.081.7; 536.212.2; 536.24.021 Luzina, A. V.

고정 열 흐름에 의한 금속 샘플의 열전도율 측정 /

A. V. Luzina, A. V. Rudin // Penza State University의 게시판. - 2016. - 3 (15). -에서. 76-82.

에너지 절약에 대한 연방법 261-FZ "의 요구 사항에 따라 러시아의 건설 및 단열재의 열전도도에 대한 요구 사항이 조여졌습니다. 오늘날 열전도도의 측정은 열 절연체로서의 재료의 사용에 대한 결정을 내릴 때 의무 항목 중 하나입니다.

건설에서 열전도율을 측정 할 필요가있는 이유는 무엇입니까?

건설 및 단열재의 열전도율의 제어는 재료가 운영 특성에 영향을 미치는 다양한 요인에 재료가 노출 될 때 실험실 조건에서의 인증 및 생산의 모든 단계에서 수행됩니다. 열 전도성을 측정하는 몇 가지 일반적인 방법이 있습니다. 낮은 열 전도성 물질 (0.04 - 0.05W / m * k 이하)의 정확한 실험실 테스트를 위해 고정식 열유성 방법을 사용하는 장비를 사용하는 것이 좋습니다. 그들의 응용 프로그램은 GOST 7076에 의해 규제됩니다.

통역소는 열전도율 측정기를 제공하며, 그 가격은 시장에서 유익하고 모든 현대적인 요구 사항을 충족시킵니다. 그것은 건설 및 단열재의 품질을 실험실 통제하기위한 것입니다.

ITS-1의 열전도율의 장점

ITS-1 열전도율 측정기는 원래의 모노 블록 성능을 가지며 다음과 같은 이점을 특징으로합니다.

• 자동 측정주기;
• 냉장고 및 히터의 온도를 안정화시킬 수있는 고정밀 측정 경로.
• 연구중인 개별 유형의 재료를위한 장치 졸업 가능성은 결과의 정확성을 더욱 향상시킵니다.
• 측정 과정에서 결과의 익스프레스 평가;
• 최적화 된 "핫"보안 영역;
• 유익한 그래픽 디스플레이, 측정 결과의 제어 및 분석을 단순화합니다.

ITS-1은 하나의 기본 변형으로 공급되며, 클라이언트의 요청시 제어 샘플 (플렉시 글라스 및 관통), 대량 재료 상자 및 장비를 저장하고 운반하는 보호용 쿠퍼가 보충 될 수 있습니다.

열전도율을 측정하기 위해 과거에는 많은 방법이 사용되었습니다. 현재 일부는 구식이지만 실제로 종종 발견되는 간단한 시스템을위한 견고한 방정식 솔루션을 기반으로하는 이론이 있습니다.

우선, 어떤 재료의 열적 특성이 다양한 조합으로 나타납니다. 그러나 우리가 재료의 특성으로 그들을 고려하면 다양한 실험에서 결정할 수 있습니다. 우리는 시체의 주요 열적 특성을 나열하고 이들이 결정되는 실험을 나열합니다. a) 고정 실험 모드에서 열 전도성 계수를 측정합니다. b) 열량의 단위로 인한 열용량은 열량 측정 방법으로 측정된다. c) 가치는 주기적으로 정기적 인 실험 모드로 측정됩니다. d) 비 정지 실험 중에 측정 된 teterolution x. 실제로, 원칙적으로 비 스스 케이션 모드에서 수행 된 대부분의 실험은 정의 및 정의를 허용합니다.

우리는 가장 일반적인 방법을 간략히 설명하고 그들이 고려되는 섹션을 나타냅니다. 본질적으로, 이들 방법은 정기적 인 가열 및 비 - 고정 모드 (비 정지 모드 방법)에서 측정치가 고정 모드 (입원 환자 모드 방법)에서 수행되는 것으로 분할된다. 다음으로, 이들은 불량 전도체 연구 및 금속 연구 중에 사용 된 방법으로 나뉩니다.

1. 고정 된 정권의 방법; 나쁜 도체. 이 방법에서는이 장의 § 1을 정확하게 수행 해야하는 주 실험의 조건을 정확하게 수행해야하며 연구중인 자료는 기록의 형태를 가져야합니다. 이 방법의 다른 변형에서는 중공 실린더 (§ 2 che. vii 참조) 또는 구의 필드 (§ 2 ch. ix 참조)의 형태로 재료를 탐색 할 수 있습니다. 때로는 열 패스가 두꺼운 막대 모양을 가지고있는 연구에서 때로는 이론이 이론이 더 복잡합니다 (§ 1, 2 ch. vi 및 § 3 ch. viii 참조).

2. 고정 정권의 열 방식; 궤조. 이 경우,로드 형태의 금속 샘플이 일반적으로 사용되며, 그 끝은 서로 다른 온도에서 유지됩니다. 반 프레임로드는 § 3 ch에서 고려됩니다. IV 및 최종 길이의 단자 - § 5 ch. iv.

3. 고정 정권, 금속의 전기 방법. 이 경우 와이어의 형태로 금속 샘플을 가열하여 전류를 통과하며, 그 끝은 지정된 온도에서 유지됩니다 (§11 ch. IV 및 IX § 3 CH. VIII의 예제의 예 참조). 전류가 가열 된 와이어의 방사형 열 흐름의 경우를 사용할 수도 있습니다 (예 : V § 2 ch. vii 참조).

4. 고정 모드 이동 유체의 방법. 이 경우, 상이한 온도가 유지되는 2 개의 탱크 사이에서 움직이는 액체의 온도 (§ 9, ch. IV 참조).

5.주기 가열의 방법. 이러한 경우로 막대 또는 플레이트의 끝에있는 조건은 정상 상태에 도달함으로써 기간에 따라 변하지 않고 샘플의 특정 지점에서 온도를 측정합니다. 반 감소로드의 경우는 § 4 ch에서 고려됩니다. IV 및 끝 길이 막대는 동일한 장의 §8에 있습니다. 태양열 가열 (CM, §12 ch. II)에 의한 온도 변동에서 토양의 온도를 결정하는데 유사한 방법이 사용됩니다.

최근, 이러한 방법은 저온을 측정하는 데 중요한 역할을하기 시작했습니다. 그들은 또한 상대적으로 복잡한 시스템의 이론에서 전기 도파관 연구를 위해 개발 된 방법을 사용할 수 있다는 이점이 있습니다 (§ 6 ch. 및).

6. 비 스테이제 정권의 방법. 과거에는 정지 정권의 방법보다 약간 낮은 정권의 방법을 사용 하였다. 그들의 단점은 실험에서 유효한 경계 조건이 이론에 의해 가정 된 조건과 일치 하는지를 수립하는 어려움에있다. 이 불일치를 고려하기 위해 (예를 들어, 국경에서 접촉 저항에 관해서) 매우 어려우며, 고정 모드 방법 (§10 ch. II 참조)보다 특정 방법에 더 중요합니다. 동시에 비 정규 정권 자체의 방법은 잘 알려진 이점을 가지고 있습니다. 따라서 이러한 방법 중 일부는 매우 빠른 측정을 수행하고 작은 온도 변화를 설명하기에 적합합니다. 또한, 샘플을 실험실에 전달하지 않고, 특히 토양 및 암석과 같은 재료 연구에서 매우 바람직한 수의 방법을 현장에서 사용할 수 있습니다. 가장 오래된 방법에서는 그래픽의 마지막 세그먼트 만 사용됩니다. 시간에 대한 온도 의존; 이 경우 해당 방정식의 해결책은 하나의 지수 부재로 표현됩니다. § 7 ch. IV, § 5 CH. vi, § 5 ch. viii와 § 5 ch. IX는 표면에서 선형 열 전달로 간단한 기하학적 모양의 몸체를 냉각하는 경우를 고려합니다. § 14 ch. IV는 감전으로 가열 된 와이어에서 비 고정 온도의 경우를 고려합니다. 경우에 따라 전체 온도 변화는 시점에서 사용됩니다 (§ 10 ch. II 및 § 3 che. III 참조).

목적의 목적: 계수의 실험적 정의 기술 연구

플레이트 방법에 의한 고체 물질의 열 전도성.

작업:하나. 연구중인 재료의 열전도율 계수를 결정하십시오.

2. 온도에 대한 열전도 계수 의존성을 결정하십시오.

연구중인 물질.

기본 조항.

열교환- 이것은 온도 차이가있는 곳에서 공간에서의 열 전달의 자발적인 돌이킬 수없는 과정입니다. 열전달 방법에는 3 가지 주요 방법이 있으며 육체적 인 성질에서 실질적으로 서로 다릅니다.

열 전도성;

전달;

방열.

실제로, 원칙적으로 열은 여러 가지 방법으로 동시에 이송되지만 초등 교환 프로세스를 연구하지 않고 이러한 프로세스에 대한 지식은 불가능합니다.

열 전도성미세 입자의 열 움직임으로 인한 열전달 과정이라고합니다. 가스 및 액체에서 열 전달 열전도율은 원자 및 분자의 확산에 의해 수행됩니다. 고형분에서, 물질의 부피 전체에서 원자 및 분자의 자유 이동은 불가능하고 특정 평형 위치에 비해 진동 운동으로 만 감소 할 수 없습니다. 따라서 고형분의 열전도율의 열전도도의 과정은 발진 입자 사이의 파워 필드의 섭동으로 인해 신체 부피에 분포 된 이러한 진동의 진폭이 증가하는 것으로 기인합니다. 금속에서, 열전달 열전도율은 결정 격자의 노드에 위치한 이온 및 원자의 진동뿐만 아니라 소위 "전자 가스"를 형성하는 자유 전자의 움직임으로 인해 발생합니다. 자유 전자 형태의 금속에 추가 열 에너지 캐리어가 추가로 인해 금속의 열전도율은 고체 유전체보다 상당히 높습니다.

열 전도성 공정을 연구 할 때 다음 기본 개념이 사용됩니다.

열량 (큐.  ) - 열에너지는 임의의 영역의 표면 전체에 걸쳐 전달됩니다. SI 시스템에서 joules (j)에서 측정 된 시스템에서.

열 스트림 (열전력) (큐.) - 임의적 인 영역의 표면을 통해 단위 시간당 열 전달 양.

시스템에서 열유속은 Watts (W)에서 측정됩니다.

열유속의 밀도 (큐.) - 표면 유닛을 통한 단위 시간당 열 패스의 양.

시스템 Si는 W / M 2에서 측정됩니다.

온도 필드- 신체가 차지하는 모든 공간 지점에서 시간의 순간에 온도 값 세트. 시간이 지남에 따라 온도 필드의 모든 점에서 온도가 변경되지 않으면이 필드가 호출됩니다. 변화 없는변경하는 경우, 무성병.

동일한 온도가있는 점에 의해 형성된 표면 등온.

온도 그라디언트 (졸업생들.티.) - 온도가 증가하여 온도의 증가를 향한 벡터에 대한 벡터는이 거리가 0이 될 때 정상에 의한 거리에 의한 두 개의 등온면 사이의 거리의 비율의 한계로 정의된다. 또는 다른 말로하면, 온도 구배는이 방향의 온도에서 유도된다.

온도 구배는 등온 표면에 수직 방향으로 온도 속도를 특징으로합니다.

열전도도 공정은 열전도율의 주요 법칙을 특징으로합니다. 푸리에 법률(1822). 이 법에 따르면, 열전도율을 통해 전달되는 열 플럭스의 밀도는 온도 구배에 직접 비례합니다.

물질의  열 전도성, w / (mōGrad).

부호 (-)는 열유속 및 온도 구배가 방향과 반대임을 보여줍니다.

열전도 계수 계수하나와 동일한 온도 구배에서 표면의 단위를 통해 단위 시간당 열량이 전송되는 열량을 보여줍니다.

열전도율 계수는 재료의 중요한 온도 성 특성이며, 건물 및 구조물의 동봉 구조, 기계 및 장치 벽, 기계 및 장치의 벽, 단열의 계산을 통해 열 손실의 정의와 관련된 열 계산을 수행 할 때 필요합니다. 복수의 다른 엔지니어링 문제를 해결할 때와 잘 알고 있습니다.

열전도의 또 다른 중요한 법칙 - 푸리에 - kirchoff.공간의 온도 변화 및 열전도율이있는 시간의 성질을 결정합니다. 다른 이름 - 열전도율의 차이 방정식푸리에 법률에 따라 수학 분석 이론의 방법에 의해 얻어지기 때문입니다. 3 차원 무성성 온도 분야의 경우 열전도율의 차동 방정식은 다음과 같습니다.

,

어디
- 온도 계수는 재료의 열적 특성을 특징 짓고,

각각, 열전도율의 계수, 이소 보체 열 및 물질의 밀도;

- 라 플레이스 운영자.

1 차원 고정 온도계의 경우 (
) 차동 열전도 방정식은 간단한 형태를 취득합니다

방정식 (1)과 (2)를 통합하면, 몸체를 통한 열유속의 밀도와 열전달 열 전달로 몸체의 온도의 변화 법칙을 결정할 수 있습니다. 해결책을 얻으려면 작업을 수행해야합니다 망설의 조건.

모호하지 않은 조건- 해당 작업을 특징 짓는 추가 개인 데이터입니다. 그들은 다음을 포함합니다 :

몸체의 모양과 크기를 특징 짓는 기하학적 조건;

신체의 물리적 특성을 특징 짓는 물리적 조건;

초기 시간에 온도 분포를 특성화하는 임시 (초기) 조건;

본체의 경계에서 열교환의 특징을 특징 짓는 경계 조건. 제 1 차, 제 2 및 제 3 회 클랜의 경계 조건을 구별한다.

에 대한 제 1 군의 경계 조건신체 표면의 온도 분포가 설정됩니다. 이 경우, 본체를 통한 열유속의 밀도를 결정할 필요가있다.

에 대한 제 2 종의 경계 조건열유속의 밀도와 신체의 표면 중 하나의 온도가 제공됩니다. 다른 표면의 온도를 결정해야합니다.

3 종의 경계 조건에서몸체의 표면과 외부를 씻는 미디어 사이의 열 전달 조건이 알려져 있습니다. 이 데이터에 따르면, 열유속의 밀도가 결정된다. 이 경우는 열전도율과 대류가있는 조인트 열 전달 공정을 의미합니다. 열전달.

평평한 벽을 통해 열 전도성의 경우에 가장 간단한 예를 고려하십시오. 플랫그들은 벽을 호출하고 두께는 두 개의 다른 크기의 길이와 너비보다 훨씬 적습니다. 이 경우, 주목 성명 조건은 다음과 같이 주어질 수 있습니다.

기하학적: 알려진 벽 두께. 온도 필드는 1 차원이며, 결과적으로 온도는 축 X의 방향으로 만 변화하고 열 플럭스는 월면에 수직으로 지향됩니다.

물리적 인: 알려진 벽 재료 및 열전도율 계수 및 전체 본체 \u003d const;

일시적인: 시간의 온도 필드는 변경되지 않습니다, 즉. 고정되어있다.

국경 조건: 첫 번째 속, 벽 온도 성분 1의 벽 2.

벽 T \u003d F (X)의 두께 및 Wallq를 통한 열 플럭스의 밀도의 온도 변화 법칙을 결정해야합니다.

문제를 해결하기 위해 방정식 (1)과 (3)를 사용하십시오. 수신 된 경계 조건 (x \u003d 0t \u003d t 1에서 x \u003d 0T \u003d T 1에서 x \u003d \u003dt \u003d t 2에서)을 고려한 후, 우리는 벽의 두께의 변화 법칙을 얻는다.

,

평면 벽의 온도 분포가도 1에 도시되어있다. 1.

그림 1. 평평한 벽의 온도 분포.

열유속의 밀도는 표현에 따라 결정됩니다.

,

열전도율 계수의 결정은 현대 엔지니어링 연습에 필요한 결과의 정확성을 줄 수 없으므로 실험적 정의는 유일한 신뢰성있는 방식으로 남아 있습니다.

알려진 실험 방법 중 하나는 평면 레이어 방법...에 이 방법에 따르면, 평면 벽의 재료의 열전도율 계수는 수학 식 5에 기초하여 결정될 수있다.

;

이 경우, 열 전도성 계수의 얻어진 값은 평균 온도 값 Tm \u003d 0.5 (t1 + t2)를 지칭한다.

그 물리적 단순성에도 불구 하고이 방법의 실질적인 구현은 연구 된 샘플에서 1 차원 고정 온도계를 만들고 열 손실을 고려하여 고정의 어려움과 관련된 어려움을 겪고 있습니다.

실험실 스탠드에 대한 설명.

열전도율 계수의 결정은 실제 물리적 공정의 시뮬레이션 모델링 방법에 기초한 실험실 설정에서 수행된다. 설치는 모니터 화면에 표시되는 작동 플롯 레이아웃과 관련된 PEVM으로 구성됩니다. 작업 플롯은 실제 및 그 방식으로 제시된 방식으로 유추로 생성되었습니다. 2.

그림 2. 설치 구성표 설치

작업 플롯은 두께 두께 두께의 형태로 만들어진 2 개의 플루오로 플라스틱 샘플 12로 구성되어 있으며, \u003d 5mm 및 DiamEderd \u003d 140mm입니다. 샘플은 히터 (10) 높이 \u003d 12mm 및 H \u003d 146mm의 직경과 냉장고 (11)의 직경 사이에 배치되고, 물로 냉각된다. 열유속을 생성하는 것은 전기 저항기 \u003d 41 옴의 가열 요소와 냉각수의 방향 순환을위한 나선형 홈이있는 냉장고 (11)에 의해 수행된다. 따라서, 연구 된 플루오로 플라스틱 샘플을 통과하는 열유속은 냉장고를 통해 물을 통해 수행된다. 히터로부터의 열의 일부는 엔드 서페이스를 환경으로 진행시켜 이러한 반경 방향 손실을 줄이기 위해 ASBECEMENT ( k \u003d 0.08W / (MōGrad)로 만들어진 단열 케이싱 13)이 제공됩니다. ...에 케이싱 높이 К \u003d 22mm는 H \u003d 146mm의 내경 및 k \u003d 190mm의 외경을 갖는 중공 실린더 형태로 이루어진다. 온도는 7 개의 Chromel-Copel 열전쌍 (HC 유형) \u200b\u200bPOS로 측정됩니다. 1 ... 7, 작업 영역의 다양한 지점에 설치됩니다. 온도 센서 스위치 (15)는 7 개의 온도 센서의 모든 열 EMF를 연속적으로 측정 할 수있게 해줍니다. 열 절연 케이싱의 외부 표면에 열전쌍 7이 설치되어 열 누설을 결정합니다.

작업을 수행하는 절차.

3.1. 설치의 온도 모드는 35 ° C에서 120 ° C까지 플레이트 T G의 고온 표면의 온도를 설정하여 선택됩니다.

3.2. 설치 원격 제어에서, 표시기 디바이스의 전원 장치는 전기 히터 (U)의 전압을 기록하며, Thermo-EMF 온도 센서는 가열 토글 스위치가 켜져있다.

3.3. Rheostat의 러그를 원활하게 회전 시키면 원하는 전압이 히터에 설치됩니다. 다시 테이크는 스테핑 버전으로 만들어 졌으므로 전압은 단계별로 변경됩니다. 온도의 장력은도 3의 의존에 따라 서로에 따라야한다.

그림 3. 가열 작업대.

3.4. 스위치 (15)를 사용하여 온도 센서의 순차적 폴링에 의해, 7 개의 열전쌍의 열 -MF 값이 결정되며,이 값과 함께 실험 프로토콜에서 비축되어있다 (표 1 참조). 판독 값 등록은 제어판의 표시기 장치에 의해 이루어지며, 이는 PEVM 모니터에서 복제됩니다.

3.5. 경험이 끝나면 모든 규제 설치 당국이 원래 위치로 전송됩니다.

3.6. 반복되는 실험은 (그들의 숫자가 적어도 3 이상이어야 함) p.p에 의해 규정 된 방식으로 Tr의 다른 값으로 3.1 ... 3.5.

측정 결과 처리.

4.1. 크롬 - 코피 셀 열전쌍 온도 센서 판독 값의 졸업 특성 그들은 켈빈 스케일에서 학위로 옮겨졌습니다. .

4.2. 샘플의 내부 고온 및 외부 냉면 표면의 평균 온도가 결정됩니다.

내가 열전쌍 숫자 인 곳.

4.3. 전기 히터에 의해 생성 된 완전한 열 스트림이 결정됩니다.

, T.

유가 전류의 전압은 여기서,

r \u003d 41 ohm - 전기 히터의 저항.

4.4. 열 흐름은 케이싱을 통한 열 전달로 인해 결정됩니다.

k- 계수가 케이싱을 통해 열 전달 공정을 특성화하는 경우.

, w / (m 2 ¼ 그레이드)

여기서 ∈ k \u003d 0.08 w / (mgrad)는 케이싱 재료의 열전도율 계수이다.

d h \u003d 0.146 m - 히터의 외경;

dk \u003d 0.190 m - 케이싱의 외경;

h \u003d 0.012 m - 히터 높이;

h k \u003d 0.022 m - 케이싱의 높이.

t - 7 번째 열전쌍에 의해 결정된 케이싱의 외부 표면의 온도

4.5. 연구중인 샘플을 통과하는 열 흐름은 열전도율에 의해 결정됩니다.

, T.

4.6. 시험 재료의 열 전도성 계수가 결정된다.

, w / (mīgrad)

여기서 Q ≠은 열전도율을 통해 연구 된 샘플을 통과하는 열유속이다.

 \u003d 0.005 m - 샘플 두께;

- 한 샘플의 표면적, m 2;

d \u003d 0.140 m - 샘플 직경;

T G, T x - 온도, 각각 샘플의 뜨겁고 차가운 표면, K.

4.7. 열 전도성 계수는 \u200b\u200b온도에 의존하므로 얻어진 값은 평균 샘플 온도에 연결됩니다.

숙련 된 데이터 처리 결과는 표 1에 기록됩니다.

1 번 테이블

측정 결과 및 숙련 된 데이터 처리 결과

4.8. 얻어진 결과를 처리하기위한 GrafoAnalytic 방법을 사용하여 샘플 m의 평균 온도의 연구 재료의 열전도율 계수의 의존성

여기서  0은 IB-는 dependence \u003d f (tm)의 특성화 분석에 기초하여 그래픽으로 결정된다.

통제 질문

열전달의 주요 방법은 무엇입니까?

열전도도라고 불리는 것입니까?

도체 및 단단한 유전체의 열전도율 메커니즘의 특징은 무엇입니까?

열전도 공정에 대해 설명하는 법률은 무엇입니까?

평평한 벽이라고 불리는 것은 무엇입니까?

경계 조건은 무엇입니까?

평평한 벽의 온도 변화의 성격은 무엇입니까?

열전도율 계수의 물리적 의미는 무엇입니까?

다양한 재료의 열전도율 계수의 지식이란 무엇이며 그 가치는 어떻게 결정됩니까?

평면 계층 방법의 방법 론적 특징은 무엇입니까?

무료 대류의 절차

목적의 목적: 가열 된 표면의 횡 방향 및 종 방향 흐름의 경우 자유 대류에서 열전달 예에서 대류 열교환의 패턴을 연구합니다. 실험 결과를 처리하고 일반화 된 형태로 표현하는 기술을 구입하십시오.

작업:

1. 수평 실린더 및 수직 실린더로부터 자유 대류가있는 매체로의 열 전달 계수의 실험 값을 결정하는 방법.

2. 수평 및 수직 표면에 대한 자유 대류의 과정을 특징으로하는 기준 방정식의 파라미터를 얻기 위해 실험 데이터를 처리함으로써.

기본 이론적 조항.

그들의 육체적 인 성격에서 서로 크게 다른 세 가지 주요 방법이 있습니다.

열 전도성;

전달;

방열.

열전도율이있는 열전 에너지 담체는 열 방사선 - 전자기파가있는 물질 - 원자 및 분자의 미립자입니다.

전달- 한 지점에서 다른 공간으로 물질의 거시적 인 양을 움직이는 것으로 인해 열 전달 방법입니다.

따라서 대류는 유동성 - 가스 및 액체의 성질이있는 환경에서만 대류가 가능합니다. 열교환 이론에서 일반적으로 용어로 표시됩니다. "액체"드립 액체와 가스 사이에서 협상 할 필요가없는 경우 차이가 없으면 차이가 없습니다. 열 대류를 원칙적으로 옮기는 과정은 열전도율을 동반합니다. 이러한 프로세스가 호출됩니다 대류 열교환.

대류 열교환- 이것은 열전달 대류 및 열전도율의 공동 과정입니다.

엔지니어링 실습에서는 고체 표면 (예 : 용광로 벽, 난방 장치 등의 표면)과 유체 사이의 대류 열 교환 과정을 대개하는 것이 가장 많습니다. 이 프로세스가 호출됩니다 열 프레스.

히트 냄비.- 고체 (벽)의 표면과 플러싱 유체 사이의 대류 열교환의 특별한 경우.

드러내다 강제 및 무료 (자연)전달.

강제 대류그것은 강제로 생성되는 압력 힘의 작용하에 발생합니다. 예를 들어, 펌프, 팬 등

자유 또는 자연 대류그것은 다른 성격을 가진 대량의 힘의 작용 하에서 발생합니다 : 중력, 원심, 전자기 등

지구상에서 무료 대류가 중력 조건에서 발생하므로 열 중력 대류...에 이 경우의 공정의 원동력은 고려중인 체적 내에서 밀도 분포에서 불균일 성이 있는지에있어서 배지에서 일어나는 리프팅 력이다. 열교환이있는 경우, 이러한 비균질성은 배지의 개별 원소가 상이한 온도에있을 수 있기 때문에 발생한다. 동시에, 더 많은 가열되고, 따라서 리프팅 력의 작용 하에서 매체의 밀도가 낮은 요소가 상향으로 이동하여 온기와 더 차가워지며 따라서 매체의 더 밀도가 더 흘러가는 것으로 Freed Place, 그림. 하나.

무화과. 1. 자유 대류 중 유체의 흐름의 움직임의 성격

영구 열원 이이 위치에있는 경우 가열하면 매체의 가열 된 요소의 밀도가 감소하고 팝업이 시작됩니다. 따라서 매체의 개별 요소의 밀도의 차이가 발생하면주기가 계속 될 것입니다. 무료 대류가 계속 될 것입니다. 환경의 넓은 영역에서 발생하는 자유로운 대류가 발생하지 않으며, 대류의 흐름의 발전을 방지하는 것은 아무것도 없다. 무제한 공간에서 무료 대류...에 예를 들어 무제한 공간에서 자유로운 대류는 건물을 가열하거나 온수 보일러의 물을 가열하고 다른 많은 경우에도 있습니다. 대류 흐름의 개발이 유체로 채워진 채널이나 근거의 벽이 방지되면이 경우 프로세스가 호출됩니다. 제한된 공간에서 무료 대류...에 이러한 프로세스는 예를 들어 윈도우 프레임 사이의 항공기 내부의 열 교환과 함께 수행됩니다.

대류 열교환 과정을 설명하는 주요법 - 뉴튼 리치 마나 법률...에 열교환의 고정 온도 정권을위한 분석 형태에서는 다음과 같은 형식이 있습니다.

,

어디
- 초등 기간 동안 주어진 초등 양
기본 표면적에서
;

- 벽의 온도;

- 유체 온도;

- 열 전달 계수.

열 전달 계수벽과 액체 사이의 온도 차이로 표면의 단위로부터 1도까지의 시간 단위당 시간당 열의 양이 있는지를 보여줍니다. 시스템 C - w / m 2 ∙ 졸업생의 열 전달 계수 측정 단위. 꾸준한 꾸준한 공정을 통해 열 전달 계수는 식으로부터 결정될 수 있습니다.

, W / M 2 ∙ 졸업생

어디 - 열 스트림, W;

- 열교환의 표면적, m 2;

- 표면과 액체 사이의 온도 압력, 우박.

열 전달 계수는 벽과 액체가 씻는 액체 사이의 열교환의 강도를 특징 짓는다. 육체적 인 성격에서 대류 열교환은 매우 복잡한 과정입니다. 열 전달 계수는 유체의 물리적 특성, 유체의 흐름, 유체의 유체, 크기 및 채널의 유속, 많은 다른 요인들뿐만 아니라 많은 다른 요인들에 의존합니다. 이와 관련하여 열전달 계수 이론을 찾는 것이 전반적인 의존성을 제공하는 것이 불가능합니다.

열 전달 계수는 방정식 (2)에 기초한 실험 경로에 의해 가장 정확하고 안정적으로 결정된다. 그러나 엔지니어링 실습에서는 다양한 기술 장치에서 열교환 공정을 계산할 때의 복잡성과 높은 비용으로 인해 실제 현장 설비에서의 열 전달 계수의 가치를 실험적으로 결정할 수 없습니다. 이 실험. 이 경우 도움을 결정하는 임무를 해결하기 위해 유사성 이론.

유사성 이론의 주요 중요성은 실험실 조건에서 모델에서 실시 된 별도의 경험의 결과를 요약 할 수있게 해주는 것입니다. 기하학적 모양으로 잘 알려진 유사성의 개념은 또한 모든 물리적 프로세스와 현상에 배포 될 수 있습니다.

물리적 현상의 수업- 이것은 한 가지 공통 방정식 시스템으로 묘사 할 수있는 현상의 조합이며 동일한 물리적 성질을 갖는 것입니다.

단위 현상- 이것은 무성대의 특정 조건 (기하학적, 물리적, 초기, 경계)으로 구별되는 물리적 현상의 수업의 일부입니다.

비슷한 현상- 이러한 조건에 포함 된 값의 수치 값을 제외하고는 동일한 주목되지 않는 조건을 가진 한 클래스의 현상의 그룹입니다.

유사성 이론은 현상을 특징 짓는 차원 물리량이 결합 될 수 있다는 사실에 근거합니다. 차원 복합체따라서 이러한 복합체의 수가 차원 값의 수보다 작게됩니다. 수신 된 무 차원 복합체가 호출됩니다 기준...에 유사성 기준은 특정 물리적 의미를 가지며 하나의 물리적 양의 효과와 기준에 포함되는 모든 조합이 연구되는 프로세스의 분석을 크게 단순화합니다. 이 경우 프로세스 자체는 분석적 의존성으로 표현 될 수 있습니다.
유사성 기준 사이
개별 측면을 특성화합니다. 이러한 종속성이 호출됩니다 기준 방정식...에 유사성의 기준은 유체 역학 및 열교환의 이론에 상당한 공헌을 한 과학자들의 이름에 대한 이름에 대한 이름을 수신했습니다. Nusselt, Prandtle, Graolsgof, Reynolds, Kirpicheva 등.

유사성 이론은 제 3의 유사성 정리를 기반으로합니다.

첫 번째 정리 :

유사한 현상은 동일한 유사성 기준을 가지고 있습니다.

이 정리는 실험에서 유사성 기준에 포함 된 물리량 만 측정해야 함을 보여줍니다.

2 번째 정리 :

이 물리적 현상을 특징으로하는 초기 수학 방정식은 항상이 현상을 특징 짓는 유사성 기준 사이의 관계로서 항상 표현 될 수 있습니다.

이 방정식은 호출됩니다 기준...에 이 정리는 실험이 기준 방정식의 형태로 제출되어야 함을 보여줍니다.

3 그 정리.

정의 조건에서 작성된 유사성 기준이 동일한 그 현상.

이 정리는 물리적 유사성을 확립하는 데 필요한 조건을 정의합니다. 망설의 조건에서 컴파일 된 유사성 기준은 정의...에 그들은 다른 모든 것의 평등을 결정합니다 한정된유사성의 기준은 실제로 이미 제 1 유사성 정리의 주제입니다. 따라서 제 3 회 유사성 정리는 제 1 회 정리를 개발하고 깊게한다.

대류 열교환을 연구 할 때 다음과 같은 유사성 기준이 가장 많이 사용됩니다.

레이놀즈 기준 (레.) - 액체에서 작용하는 관성 힘과 점성 마찰력 사이의 비율을 특징 짓습니다. 레이놀즈 기준의 값은 강제 대류 중 유체 흐름의 흐름을 특징으로합니다.

,

어디 - 유체 속도;

- 유체의 운동 학적 점도 계수;

- 크기 결정.

Grasgood 기준 (그대로) - 자유로운 대류에서는 점성 마찰력과 액체에서 작용하는 리프팅 력 사이의 비율을 특징 짓습니다. Grasgood 기준의 값은 자유 대류 중 유체 흐름의 흐름을 특징으로합니다.

,

어디 - 무게 가속;

- 크기 결정;

- 유체의 체적 팽창 계수 (가스 용)
어디 - 켈빈 스케일의 온도 결정);

- 벽과 액체 사이의 온도 헤드;

- 각각 벽 및 액체의 온도;

- 유체의 운동 점도 계수.

뉘른 기준 (뉴.) - 고체 (벽) 및 액체의 표면 사이의 대류 열교환 하에서 대류에 의해 전달 된 열전도율 및 대류에 의해 전송 된 열의 양의 관계를 특징 짓는다. 열 전달.

,

어디 - 열 전달 계수;

- 크기 결정;

- 벽 및 액체의 가장자리에있는 액체의 열전도율 계수.

Pakele의 기준 (체육) - 유체의 흐름과 대류 열교환을 통해 전송 된 열량 (주어진)의 흐름에 의해 촬영 된 열 양의 관계를 특징 짓는다.

,

어디 - 유체 유속;

- 크기 결정;

- 온도 계수;

- 각각, 열전도도 계수, 이소 보조 열, 액체의 밀도.

PRANDTL 기준 (홍보.) - 액체의 물리적 특성을 특징 짓습니다.

,

어디 - 운동 점도 계수;

- 온도 유체 계수.

고려 된 기준에서 유사성은 프로세스의 강도를 특징 짓는 가장 중요한 매개 변수가 프로세스를 계산할 때 Nusselt의 기준에 대한 표현식에 나타납니다. 이로 인해 유사성 이론의 사용에 기초한 대류 열 전달 공학 방법의 문제를 해결하기 위해이 기준은 정의 된 기준에 가장 중요합니다. 이 경우의 열 전달 계수의 값은 다음 식에 따라 결정됩니다.

이와 관련하여, 기준 방정식은 일반적으로 Nusselt의 기준에 비례하여 솔루션의 형태로 작성되며 유형의 전력 기능을 갖습니다.

어디
- 고려중인 프로세스의 다른 측면을 특징 짓는 유사성 기준의 값;

- 실험 수단에 의해 모델에서 유사한 현상의 계급을 연구 할 때 얻은 실험 데이터의 기초에 정의 된 수치 상수.

대류의 유형과 공정의 특정 조건에 따라, 기준 방정식에 포함 된 유사성 기준 세트, 상수의 값과 보정 계수의 값이 다를 수 있습니다.

기준 방정식의 실제 적용으로, 결정적인 크기와 결정적인 온도의 적절한 선택에 대한 문제가 중요합니다. 결정 온도는 유사성 기준의 값 계산에 사용 된 액체의 물리적 특성의 값을 정확하게 결정하는 데 필요합니다. 결정 크기의 선택은 유체 흐름의 상호 위치와 세척 된 표면의 상호 위치, 즉 흐르는 성질에 따라 다릅니다. 이는 다음 특성 사례에 대한 기존 권장 사항에 의해 안내되어야합니다.

둥근 튜브 내부에서 유체를 이동할 때 강제 대류.

- 파이프의 내경.

유체가 임의 섹션의 채널에서 움직일 때 강제 대류.

- 동등한 지름,

어디 - 채널의 단면적;

- 섹션의 둘레.

열 대류가있는 둥근 튜브의 횡 방향 흐름 (열 중력 대류가있는 수평 파이프 (그림 2 참조))

- 파이프의 외경.

그림 2. 열 중력 대류가있는 수평 파이프 주위의 흐름의 성격

열 중력 대류가있는 평평한 벽 (파이프) (파이프) (그림 3 참조) 주위의 종 방향 흐름.

- 벽 높이 (파이프 길이).

무화과. 3. 열 중력 대류가있는 수직 벽 (파이프) 주위의 흐름의 성격.

온도 결정 매체의 열 성질을 정확하게 결정하는 것이 필요합니다.이 값은 온도에 따라 다릅니다.

결정적인 온도로서 열 전달에서 벽 및 액체의 온도의 산술 평균이 취해진다.

고려중인 체적 내의 매체의 개별 원소 간의 대류 열교환에서, 열교환에 참여하는 중간 요소의 온도 사이의 산술 온도가 결정 온도로 취해진다.

본 논문에서는 실험실 실험을 수행하는 절차 및 수평 및 수직 실린더에 대한 다양한 가스의 자유 대류가있는 가열 된 표면 (횡 및 세로 방향)을 둘러싼 2 개의 특성 사례를위한 2 가지 특성 사례에 대한 기준 방정식을 얻는 절차가 고려되었다.

실험 부분.